To original author:
If you find this article from Google or other ways, please remove your article "Fire From Moonlight" from What if.com. That article of yours is totally non-sense, don't leave it on the internet to mislead others. You do learn Physics, but you don't truly understand Physics, because you don't know how to practise those physical theories at all.
這週忙新加坡物理年會的報告花了不少時間，為了應景一下，這篇文章就來談談去年底看到的某篇科普文章吧！
原文：Fire From Moonlight
我不確定這篇扯淡文章是什麼時候發表在這個網站上的，但我第一次看到是來自著名開發者阮一峰老師 @ruanyf 的推文，引述阮老師的話：「就是光源无法产生比自己更高的温度，月光本身的温度不高于100度。」
我不打算翻譯這篇文章，因為絕大部分都是鬼扯，賣弄他那不成熟的物理知識而已，據說該作者是物理系畢業生，但以我在物理系擔任助教數年的經驗，物理系很多自以為了解萬物的屁孩大學生，嘴裡一堆理論，實際上不知道使用的場景，比如這篇文章的原作者。
月光 / 月亮表面的溫度？
這篇文章最吸引眼球的地方就是「月光的溫度不足攝氏 100 度，所以不能用它生火」(或者燒水，反正結論都一樣)。看起來好像是對的，實際上是鬼扯，你能不能看見月光？以溫度決定放光的波長及強度就不得不提到黑體輻射，我在 "太陽的顏色" 一文中有大致提到黑體輻射的公式來源及應用，有興趣的朋友可以把攝氏 100 度 (373 K) 代入下面的公式，看看這光的波長是長到什麼程度，根本就看不見好嗎？
λmaxT = 3.66 * 10-3 mK
能量如何傳遞？
原作者說月球表面溫度僅略高 100 度，依照熱力學第二定理，能量傳遞到地球上不可能超過月球表面的溫度啊～
這就是一知半解的可怕。孩子，地球跟月球及太陽是怎麼傳遞能量的？你以為是靠傳導嗎？是的話地球白天接受太陽曝曬不是早就玩完了？哪還輪到你發廢文。太陽把能量透過月球表面的反射傳到地球都是靠熱輻射，要算也是算光強度 (= 功率 / 截面積)，你跟我扯溫度的熱平衡？連熱力學最重要的 "使用場景" 都沒學好，"熱物理" 這課怎麼過得了？
光的路徑
原作者花了很多篇幅講光是如何傳到地球，我就回一句話：「太陽多大、地球多大？全是無窮遠處平行光，完」即使是比地球小的月球，啊你的透鏡是有多大？他寫的全是錯誤的謬論，但避免有人看不懂，我還是一一反駁給大家看。先不提平行光的假設，依照 Huygens principle，在波前上每一個點都可以當作點光源，所以像他圖畫那樣也不是不行，問題是並非每一個點光源發出的光在通過透鏡之後都會走一樣的路，因為聚焦為一點這件事本身就是不存在的，再好的雷射 (完美高斯光束、coherence length 無限長) 都只會聚焦成一個很小的區域，其寬度稱為光束腰 (beam waist)，這是一個可計算的重要參數，跟光的波長、光的模態 (mode) 及透鏡的焦距都有關，所以上圖就是在胡說八道。
最好笑的是，他自己也提到聚焦的點可以不是一個點，而是一個區域 (即為縮小的太陽影像)。雖然以他的語氣，似乎他不知道自己以為的 "焦點" 觀念是錯的，只是 "允許" 聚焦在一個小面積上，但這不就是自打臉嗎？我很難相信有這種邏輯能力的物理人能在像樣學校的物理系活下去，不過，我確實也不知道這貨是哪間學校的畢業生。
眼見自己的謬論要自爆了，於是他又賣弄一個專有名詞：conservation of étendue。我懶得去查這個理論的適用範圍及內部做的假設，簡單一句話，無窮多個點光源形成平行光，發散角度幾乎為零，所以依照這個理論，聚焦到一個小區域有問題嗎？一點問題都沒有，如果是錯的，人盡皆知的 "用透鏡聚焦太陽光生火" 是怎麼辦到的？以他這謬論，任何星球的光都不能被有效聚焦啊！
如何生火？何謂溫度？
最後這貨畫了一張結合了兩個錯誤觀念的圖，首先是光不是這樣分布，透鏡也不是長這副德行；第二是能量傳遞不是靠傳導進行熱平衡。這些低級錯誤我在前面都提過了，所以我來談談如何才能真正地生火，以及月光為何不能用來生火。
簡單點說，一個物質要能起火燃燒，必須高於一個 "燃點"，在這個溫度之上，物質內的化學鍵會被破壞，且原子或其碎片的劇烈運動及高內能 (常常還包含自由基) 足以引起斷鍵的連鎖反應，火才會一直燒下去，所以燃點跟沸點或熔點是完全不同的東西。以聚焦光能為例，要使一個物質燃燒，"至少" 必須將其 "部分" 區域加熱超過燃點。由於黑體輻射發出來的光都具有很大的頻寬，故這些光會被物質吸收進而轉換為內能，像是化學鍵的振動能及原子 / 分子的移動 / 轉動動能，造成該區域在巨觀上的溫度升高。重點就在這裡，能量被吸收後雖然不會消失，但是會溢散到鄰近的區域，巨觀下靠的就是熱傳導及熱對流，而微觀下則是熱原子 / 分子的擴散或材料內 / 間的振動 (即聲子 phonon) 把熱量傳出去。如果該物質是個熱傳導能力很差的材料，比如說木頭，本質為纖維素形成的高分子固體，且沒有支鏈，只有單軸導熱能力，跟金屬等材料沒得比，故累積光能量後超越燃點就有可能燃燒。
圖片來源：纖維素 Wiki
但就算導熱差，還是能導熱，所以關鍵就是單位時間內累積的能量是否多於溢散的能量。原作者扯了一堆廢話，其實月光不能 (或是很難) 用來聚焦生火的原因只是因為光太弱了，就是這樣而已，如果能找到導熱更差的材料，再把光聚焦到更小的區域，等待時間再長一點，還是有可能生火的。
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身為一個在量子光學實驗室打滾數年的博士生 (雖然我已經脫離學生身分了)，每天都在做雷射冷卻，且我的論文其中一部分就是某種冷卻方法，誰還能比我們這類人更懂溫度呢？(其實這部分也不難，沒什麼好得意的)
我很感謝阮老師及某設計師轉貼這篇文章，因為他們讓我這個科學人在充滿程序員黑話的網路世界裡，了解到自己還是有專業的。
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